Brevet FR2156511A1 — publié le 19730601

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour former des éléments semi-conducteurs, ainsi que des éléments semi-conducteurs obtenus par ce procédé. La technique de formation commandée d'une jonction PN par bombardement intense par des ions énergétiques d'un semi-conducteur formant une cible, appelée procédé d'implantation d'ions a été étudiée par de nombreux chercheurs depuis plusieurs années. Dans le cas d'implantation à chaud , le semi-conducteur formant la cible doit être préalablement chauffé dans l'appareil d'implantation pour l'implantation des ions. Bien que de nombreux procédés aient été développés pour l'implantation dotions, il semble que le procédé pour l'implantation à chaud soit actuellement à ses débuts. Un exemple de procédé récent pour l'implantation à chaud est le procédé développé par le professeur James Gibbons de l'Université de Stanford (J. Gibbons, The Electronic Engineer, août 1970, Western Column). Suivant ce procédé, un support en silicium avec un revêtement de bore chauffé dans le vide à environ 600"C est bombardé par un faisceau de protons ayant une énergie d'accélération de lOOeV au moins. Les protons provoquent des vacances dans le réseau de silicium à l'extrémité de leurs trajets, en formant une couche mince. Les vacances diffusent hors de la couche dans les deux directions. Celles qui atteignent la surface rencontrent le bore dopant qui se substitue de lui-même dans les vacances et commence à diffuser dans le support. La présente invention a pour objet un procédé pour former des éléments semi-conducteurs à jonctions PN, ainsi qu'un appareil pour former ces éléments,et les éléments obtenus par le procédé et/ou avec l'appareil. Dans le procédé suivant l'invention, une couche de dopant formant un revêtement sur un corps semi-conducteur d'un certain type de conductivité est bombardée énergiquement par une décharge haute tension dans le vide, dans une cloche à vide dans laquelle est établi un vide de l'ordre de 10 2 à 10 3 Torr, et le corps semi-conducteur est préalablement chauffé à environ 400"C afin que les atomes de dopant puissent être implantés dans le corps par le processus de collisions élastiques et inélastiques, suivant un mécanisme de substitution, par diffusion thermique et d'autres processus. Cette technique d'implantation à chaud est appelée technique de décharge dans le vide et de chauffage, et l'appareil est appelé appareil d'implantation à décharge dans le vide et à chauffage (DVH). Des ions positifs d'azote et d'oxygène peuvent être produits par des décharges dans le vide sous une tension haute fréquence (400 à 1500 volts) et sous une haute tension continue (1000 à 3000 volts) dans une cloche à vide contenant quatre électrodes. Cet appareil est analogue à un appareil de pulvérisation ionique haute fréquence dans lequel les ions sont produits entre chaque paire des quatre électrodes. La haute tension en courant continu appliquée à une paire des électrodes principales peut non seulement ioniser l'air raréfié, mais aussi accélérer les ions positifs, tandis que la tension haute fréquence appliquée à l'autre paire d'électrodes peut faciliter l'ionisation. Si un corps semi-conducteur revêtu d'un dopant est placé sur l'électrode négative ayant une température d'environ 400"C, les atomes du dopant seront pulvérisés hors du revêtement de dopant par le bombardement par les ions positifs énergétiques, sans qu'ils soient implantés dans le corps semi-conducteur. Par contre, quand le même corps semi-conducteur revêtu de dopant et ayant la même température est placé sous une électrode négative du type en grille (5 mm par exemple), l'effet d'implantation de cet atome du dopant devient plus important que effet de pulvérisation. De plus, quand la dimension de maille de la grille devient plus petite, l'effet d'implantation devient plus dominant à la même température et avec la même tension d'accélération. Cet effet d'implantation peut être expliqué de la façon suivante. Il peut être supposé que certains des ions positifs perdent leurs charges par contact tangentiel avec les fils de réseau quand ils traversent les ouvertures faibles de la grille, et que certains des ions positifs perdent la totalité de leur énergie cinétique par choc sur l'électrode en grille. Après le passage à travers l'électrode en grille, les ions lourds chargés et neutralisés peuvent frapper la couche de dopant formant un revêtement sur le corps semi-conducteur et ces ions peuvent briser les liaisons métalliques de la couche qui ont été affaiblies par l'énergie thermique résultant du préchauffage. Avant leur collision avec la couche de dopant, des ions neutralisés ont perdu une partie de leur énergie cinétique par contact tangentiel avec les fils de la grille tandis que les ions chargés positivement passant à travers l'électrode sont ralentis considérablement par la force d'attraction résultant de l'électrode négative en grille. Quand la dimension des ouvertures de la grille devient plus petite, le nombre d'ions neutralisés devient supérieur lorsque les ions chargés passent à travers l'électrode en grille, et de plus une déformation plus faible, de l'uniformité des lignes de forces électriques, permet des trajectoires plus droites pour les ions. Après les collisions avec la couche de dopant, ces ions peuvent aussi avoir de nombreuses occasions de collision avec la surface du corps semi-conducteur. Dans le cas d'énergies faibles, les collisions peuvent avoir lieu sous la forme d'une cascade de collisions indépendantes de deux corps entre les ions projetés et les atomes stationnaires de la couche superficielle, et l'é- nergie d'un ion projeté peut se propager le long d'une chaîne jusqu'à une discontinuité, chaque atome de la chaîne étant ainsi écarté de sa position d'équilibre parce que de nombreuses paires vacance - position interstitielle peuvent être produites (effet de focalisation, R.H. Silsbee, J. Appl. Phys. 28, 1249, 1957). D'autre part, les atomes de dopant (liaisons brisées) se trouvant sur le corps semi-conducteur ont aussi de nombreuses occasions de subir des collisions par les ions lourds incidents. Comme le réseau cristallin du corps semi-conducteur est modifié considérablement par l'énergie thermique due au préchauffage, les atomes de dopant subissant les collisions par les ions lourds incidents peuvent être poussés dans le réseau cristallin de la couche superficielle de façon interstitielle (probablement à la profondeur de plusieurs couches monoatomiques à ces énergies faibles). Du fait de l'énergie thermique résultant du préchauffage, ces atomes interstitiels se substituent dans les vacances les plus proches, et les atomes substitués sont diffusés dans des vacances plus profondes. Les atomes interstitiels implantés successivement seront suivis par les atomes diffusés précédemment, de sorte que la concentration des atomes de dopant peut dépendre considérablement du temps d'implantation et de la température de diffusion, mais la diffusion la plus profonde des atomes est limitée à une profondeur moyenne d'une couche de vacances pro duites par le bombardement par les ions accélérés. Pendant ces processus,des ions neutralisés peuvent être plus puissants que les ions chargés pour la production de vacances et pour l'implantation interstitielle des atomes de dopant. Des ions chargés peuvent perdre considérablement leur énergie à l'entrée-du réseau cristallin par des arrêts électroniques et des arrêts nucléaires. Quand la dimension des ouvertures de l'électrode en grille est assez importante, la plupart des collisions ont lieu par des ions chargés plutôt que par des ions neutralisés, et par suite dans ce cas l'effet de pulvérisation ionique est supérieur à 1 'effet d 'implantation. La différence entre l'énergie cinétique d'un ion chargé et d'un ion neutralisé peut être faible par comparaison avec la différence entre les poids atomiques des deux gaz, l'azote et l'oxygène, mais il semble que cette différence soit aussi un facteur négligeable, bien que le faisceau d'ions de l'air raréfié ne soit pas monoénergétique. La faible différence entre le numéro atomique de l'azote (7) et celui de l'oxygène (8) ne peut avoir qu'une influence négligeable sur l'apparition d'un écart de la profondeur de la jonction. D'après la littérature, la molécule d'oxygène peut être dissociée sous la forme d'atomes ionisés d'oxygène pendant la décharge luminescente dans un tube à vide contenant de l'oxygène (S. Flugge, Encyclopedia of Physics, Vol. XXII, Gas Discharges II, p. 119, 1956), et des molécules d'azote peuvent aussi être dissociées sous la forme d'atomes ionisés d'azote par le choc d'électrons d'une énergie inférieure à 30 eV (R.H. Prince et J. B. French, Rev. Sci.Instrum. 44, 923, 1970), D'autre part, l'énergie de liaison de la molécule d'azote est d'environ 1,6 eV/ mole, et celle de la molécule d'oxygène d'environ 1,4 eV/mole. D'après cela, on peut considérer que les ions de l'air raréfié engagés dans la décharge de tension haute fréquence et dans la décharge haute tension en courant continu sont principalement des ions N+ et 0+. La profondeur de la jonction peut être facilement réglée en modifiant la tension d'accélération des ions et la température du corps semi-conducteur chauffé. Cela constitue une technique pour former une jonction PN commandée dans un corps semiconducteur. La tension haute fréquence est aussi un facteur à ajouter à la technique. Si cette tension est plus basse que la tension d'accélération en courant continu, la densité du faisceau d'ions est augmentée, mais si elle est supérieure à la tension continue, la puissance de bombardement des ions décroit considérablement, et par suite c'est l'un des facteurs qui commandent la concentration des atomes de dopant et la profondeur de la jonction. La température d'environ 4000C pour le corps semi-conducteur est non seulement convenable pour faciliter l'implantation des atomes de dopant, mais aussi pour recuire le corps semi-conducteur, tel qu'une pastille de silicium, après le bombardement. Comme l'appareil ressemble à un appareil de pulvérisation ionique haute fréquence, un métal réfractaire résistant à la pulvérisation ionique, tel que le tungstène ou le molybdène,doit être choisi pour former l'électrode négative, et de plus l'électrode doit être refroidie par un dissipateur de chaleur comportant un passage pour la circulation de l'eau de refroidissement. Quand la distance entre l'électrode négative et le corps semi-conducteur est réduite, le pouvoir de pulvérisation ionique de la couche de dopant du corps semi-conducteur a tendance a augmenter dans les conditions permettant la pulvérisation ionique de la décharge dans le vide, mais l'effet de pulvérisation ionique peut aussi être à peu près supprimé par réglage de la distance entre deux électrodes accélératrices, du degré de vide et de la dimension de maille de l'électrode négative, et, par suite, dans un mode de réalisation utile de cet appareil, un cache en métal,d'une forme prédéterminée, fixé fermement sur le corps semi-conducteur, peut être utilisé directement comme électrode négative, ou bien un corps semi-conducteur comportant un cache en SiO2,d'une forme prédéterminée,peut être placé en dessous de l'électrode négative en forme de grille à mailles carrées. Ces autres formes d'électrodes négatives peuvent être utilisées pour la production des transistors et des circuits intégrés. En fait, des atomes de bore ont été implantés dans une pastille en silicium type N par bombardement d'une couche mince de bore formant un revêtement sur la pastille pour établir une jonction PN. Le revêtement de bore, suivant cet exemple, est formé en chauffant de la poudre de B203 dans un appareil de revêtement sous vide. Après bombardement et recuit, une surface nette du silicium est obtenue en enlevant le reste du film de 3 bore avec une solution de gravure (50cm3 de H20, 10 cm de HN03, 5 cm3 de HCl et 2 cm de H2S04). Suivant un exemple d'implantation d'une impureté type N, de l'antimoine est implanté dans une pastille de silicium type P par bombardement d'un revêtement mince d'antimoine de la pastille pour la formation d'une jonction PN. Après bombardement et recuit, le reste de la couche d'antimoine est facilement enlevé par nettoyage avec du H2 S04 concentré. Ce type de jonction PN d'une profondeur faible est particulièrement efficace pour une pile solaire. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la fig. 1 représente schématiquement un appareil pour le bombardement d'un corps semi-conducteur par un faisceau d'ions d'air raréfié pour modifier le type de conductivité d'une couche intérieure du corps, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, les fig. 1A, 1B, et 1C représentent différentes jonctions PN produites avec différentes formes géométriques d'électrodes négatives, les fig. 2A et 2B sont des coupes d'éléments semi-conducteurs PNP et NPN obtenus selon la présente invention, la fig. 3 est une autoradiographie résultant de l'implantation de Sb-124 comportant du Sb-122, la partie ombrée résultant de l'électrode négative poreuse apparaissant sur la radiographie, la fig. 4 est une coupe de la jonction PN résultant de l'implantation de bore dans une pastille en silicium type P qui est délimitée par une tache de cuivre sur la face biseautée rectifiée à 3", et la fig. 5 représente la caractéristique V-I d'une jonction PN d'une pastille de silicium type P avec implantation de Sb. La fig. 1 représente une cloche en verre ou en métal 10 placée sur un plateau de montage métallique 11 et dans laquelle le vide est établi à travers un conduit 12 par une pompe à vide rotative. Une décharge haute fréquence dans le vide est établie entre deux électrodes 27 et 28 qui sont fixées sur les conducteurs de traversée 27' et 28' connectés de la façon représentée en x x aux bornes d'un générateur haute fréquence 30. Une haute tension en courant continu d'une source de courant continu 31 est appliquée à l'électrode positive 13 et à l'électrode négative 14 à travers les conducteurs de passage 13' et 14' pour l'établissement d'une autre décharge dans le vide et pour l'accélération des ions.Une plaque en matière céramique 15 sur laquelle est enroulé un fil de nickel-chrome 15', et qui est montée entre deux plaques en mica 16 et 17, est supportée mécaniquement par deux supports en matière céramique 18 et 19. Un thermocouple 20 formé de fils fins en Alumel et en chrome est placé sur la plaque en mica -16 du côté supérieur. Une pastille en silicium 21 portant un revêtement de bore est placée sur la plaque en mica 16 du côté supérieur, la distance entre l'électrode négative 14 et le côté supérieur de la plaque en mica 16 étant d'environ 6 mm. Une plaque en matière céramique d'une épaisseur convenable peut remplacer chaque plaque de mica. Un millivoltmètre 22, monté à l'extérieur de la cloche, mesure la force électromotrice du thermocouple 20, pour indiquer la température du corps semi-conducteur 21. Le fil en nickelchrome 15' enroulé sur la plaque en matière céramique 15 est chauffé par une source de courant basse tension 23 constituée par un transformateur de chauffage à isolement élevé et un commutateur de réglage. Le conducteur d'entrée 14' de l'électrode négative 14 est refroidi par un dissipateur de chaleur 24 dans lequel de l'eau de refroidissement circule à travers le conduit d'entrée 25 et le conduit de sortie 26.Les conducteurs d'entrée 27' et 28' sont connectés au générateur haute fréquence haute tension constitué par un transformateur pour lampe au néon du type à fuites, combiné avec un commutateur de réglage ( un oscillateur haute fréquence d'une fréquence convenable combiné avec un transformateur haute fréquence peut être utilisé). Les conducteurs d'entrée 13' et 14' sont connectés à une source de courant continu haute tension réglable dont la borne négative est connectée à la terre. Le corps semi-conducteur peut aussi être chauffé par un système de chauffage par induction à courant alternatif en utilisant plusieurs anneaux en cuivre montés sur une plaque en matière céramique et un inducteur en fil bobiné monté à l'extérieur de la cloche, mais dans ce cas la trajectoire droite des ions positifs est très perturbée en raison du champ magnétique intense résultant du courant important dans le système. La figure 1A représente une pastille de silicium 21A type P portant un revêtement de dopant type N, tel que de l'antimoine, la pastille étant placée sous l'électrode négative 14A du type en grille à mailles carrées. Quand la pastille portée à une température d'environ 400"C est bombardée par le faisceau d'ions à l'intérieur de la cloche, une couche mince 21B de type N est établie dans la pastille. Ce mode de traitement convient pour former une pile solaire ou un redresseur au silicium. Dans le cas de la figure lB, un cache métallique 14B d'une configuration prédéterminée est fixé fermement sur une couche 21C de dopant type N formant un revêtement sur une pastille en silicium type P 21A, le cache en métal étant connecté directement au conducteur d'entrée négatif. Quand la pastille portée à une température d'environ 400"C est bombardée par le faisceau d'ions à l'intérieur de la cloche, deux points de couche 21B mince peuvent être formés dans la pastille 21A, ces points correspondant à la configuration du cache métallique. Dans ce cas, une condition de pulvérisation ionique est évitée et les dimensions des fenêtres du cache métallique peuvent être plus petites. Ce mode de traitement peut être utilisé de façon similaire dans le cas d'une pastille de silicium type N et d'un dopant type P. Le revêtement de dopant peut être formé sur la pastille avant la fixation du cache, mais peut aussi être formé après la fixation du cache sur la pastille. Dans le cas de la figure 1C, une pastille de silicium portant un masque, sur laquelle est formé un revêtement de dopant type N,est placée en dessous d'une électrode négative 14C du type en grille. Le cache N est une couche mince de SiO2 dans laquelle des ouvertures ou fenêtres sont formées par photogravure. Quand le dopant 21C appliqué sur le cache N et la pastille 21A est bombardé par le faisceau d'ions, la pastille étant à environ 400"C, les atomes de dopant sont implantés dans la pastille suivant la configuration du cache pour produire une couche 21B dopée du type N dans la pastille 21A type P.Certains atomes de dopant peuvent aussi être implantés légèrement dans la couche Si02 amorphe mais ces atomes ne pénètrent pas dans la pastille de silicium à travers le cache car l'énergie d'implantation n'est pas suffisante pour que les atomes de dopant traversent la couche de Si02, et de plus les atomes implantés dans le cache en Si02 amorphe ne peuvent pas diffuser facilement dans la pas tille à la température d'environ 400"C. Ce mode de traitement peut être utilisé de façon similaire dans le cas d'une pastille type N et d'un dopant type P. Dans le cas de la figure 2A, des couches type P et N sont formées sur une pastille de silicium type P par le procédé selon l'invention. La couche 21B type N peut être formée d'abord sur la pastille de silicium type P 21A et la couche 21B' type P+ peut ensuite être formée dans la couche 21B type N. Dans le cas de la figure 2B, une couche 21B' type N et une couche 21B type P sont formées dans la pastille de silicium 21A type N par les opérations consécutives expliquées par rapport à la figure 2A. Dans le cas des deux figures 2A et 2B, chaque couche 21B peut être une couche très mince constituant une couche de base pour répondre aux conditions requises pour les transistors à jonctions et les pastilles de circuits intégrés du type très haute fréquence. Un autre traitement significatif doit être ajouté à ces traitements de formation. Une couche dopée à gradient de concentration de l'impureté de dopage peut être formée si cela est nécessaire pendant chaque traitement. Ce traitement peut être obtenu par variation progressive de la tension d'accélération, de la tension haute fréquence, de la température de chauffage du support, de l'épaisseur du revêtement de dopant, de la durée du bombardement et de la durée du recuit. Une variante peut être utilisée pour le procédé selon la présente invention. Des atomes de dopant peuvent être implantés dans un corps semi-conducteur par décharge en courant continu dans le vide seulement, sans utiliser de tension haute fréquence. Les autres conditions de traitement sont les mêmes que celles décrites ci-dessus. Dans ce cas, la densité des ions d'air raréfié est réduite de façon importante par comparaison à la densité pour les cas précédents, et les facteurs devant être commandés pour la formation de la jonction PN doivent être réduits. Les caractéristiques particulières de l'invention peuvent être notées de la façon suivante: - le temps nécessaire pour la formation d'une jonction PN est compris entre 3 et 10 mn pour une tension convenable d'accélération (1000 à 3000 volts) bien que laurée et la tension puissent varier d'après la profondeur de la jonction et la con centration nécessaires, et comme l'endommagement par les radiations est faible, la durée du recuit consécutif à 400"C peut être réduite (10 mn environ); - aucun gaz de remplissage n'est nécessaire pour la décharge, et le mécanisme de l'appareil est très simple, de sorte que la production peut facilement être rendue automatique; - une implantation plus profonde est possible avec une tension de bombardement bien plus faible que dans le cas d'un appareil d'implantation d'ions du type à accélérateur;; - la profondeur de la jonction et la concentration de l'impureté peuvent être réglées par des facteurs variables, tels que la tension de bombardement, la tension haute fréquence, l'épais- seur de la couche de dopant sous la forme d'un revêtement (maximum 0,2 micron), la température du support, la durée d'implantation et la durée du recuit; - de nombreuses pastilles peuvent être traitées en même temps en augmentant la superficie des surfaces face à face des deux électrodes d'accélération et la distance entre les deux électrodes pour la haute fréquence; - une implantation sélective est possible par une photogravure convenable du cache en Six2;; - le traitement est très simple et rapide par comparaison avec le traitement dans un four de diffusion, et l'implantation avec des concentrations faibles est aussi possible par le procédé selon l'invention, alors qu'elle est difficile par un procédé de diffusion; - le traitement de formation de dispositifs semi-conducteurs avec un appareil d'implantation d'ions du type à accélérateur ne convient pas à la production en série dans l'état actuel de la technique, et c'est un mécanisme compliqué et bien plus coûteux qu'avec un appareil selon l'invention. Les figures 3 à 5 montrent les caractéristiques d'implantation d'atomes de dopant dans du silicium obtenues selon l'invention dans un appareil d'implantation à décharge dans le vide et chauffage. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'implantation d'atomes d'un dopant pour former une jonction PNP dans un corps semi-conducteur, caractérisé par une cloche à vide dans laquelle est établi un vide de l'or- dre de i0'2 à 10 3 torrs et contenant quatre électrodes pour établir une décharge dans le vide du fait de l'ionisation produisant des ions positifs d'azote et d'oxygène par une tension haute fréquence et une haute tension en courant continu, la haute tension en courant continu étant appliquée à l'une des paires d'électrodes,non seulement pour ioniser l'air raréfié, mais aussi pour accélérer les ions positifs,et la tension haute fréquence étant appliquée à l'autre paire d'électrodes pour faciliter l'ionisation, le corps semi-conducteur portant un revêtement de dopant étant placé sous l'électrode négative pour être chauffé par un dispositif de chauffage tel qu'un élément chauffant 'à fil chauffant enroulé, à une température d'environ 4000C,et"l'électrode négative étant sous la forme d'une grille, pour que les ions puissent bombarder la couche de dopant à travers la grille, afin que des atomes de dopant soient implantés dans le corps semi-conducteur. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre l'électrode en grille et la surface du corps semi-conducteur portant le revêtement de dopant est de l'ordre de 5 millimètres, cette distance pouvant cependant être modifiée en fonction des facteurs de fonctionnement. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'électrode en grille est formée d'un métal ré fractaire résistant à la pulvérisation D nique 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'électrode négative est une électrode poreuse. 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'électrode négative est connectée par un conducteur blindé. 6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par un dispositif de refroidissement pour refroidir l'électrode négative. 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cloche à vide ne contient aucun gaz de remplissage autre que l'air raréfié. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caracté risé en ce que le corps semi-conducteur portant le revêtement de dopant est chauffé en étant placé à l'intérieur de la cloche sur une plaque en mica ou en matière céramique, les conducteurs d'alimentation de l'élément chauffant étant suffisamment isolés de la borne de tension négative connectée à la terre par l'utilisation d'un transformateur de chauffage convenablement isolé i combiné avec un commutateur de réglage, afin que le corps semi-conducteur, placé sur la plaque de mica ou matière céramique fixée à la plaque de l'élément chauffant, soit séparé du potentiel de la terre pendant le chauffage, pour permettre une implantation efficace des atomes de dopant dans le corps semiconducteur, même dans le cas d'une décharge dans le vide permettant une condition de pulvérisation ionique, et pour que l'élément chauffant ne soit pas endommagé par le bombardement par les ions chargés, la température de chauffage pouvant atteindre au maximum 5000C environ. 9. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif de chauffage par induction pour chauffer le corps semi-conducteur 10. Appareil selon Itune des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tension haute fréquence est réglée à une valeur inférieure à la haute tension en courant continu pour obtenir une implantation plus profonde et est réglée à une valeur supérieure à la haute tension continue pour réduire la puissance du bombardement, afin d'obtenir une implantation moins profonde avec une concentration supérieure, la source de tension haute fréquence étant constituée soit par un transformateur à fuites pour tube au néon, soit par un oscillateur haute fréquence d'une fréquence convenable associé à un transformateur haute fréquence. 11. Appareil selon l'une des revendications i à 8, caractérisé en ce qu'il ne comporte pas d'électrodes pour une tension haute fréquence, l'implantation des atomes de dopant étant provoquée par la haute tension en courant continu seule, et les autres facteurs de fonctionnement étant réduits de façon appropriée. 12. Procédé pour former une jonction PN dans un élément semi-conducteur par implantation d'atomes d'un dopant, caractérisé par l'implantation des atomes de dopant d'une couche de dopant,formée sur le cristal semi-conducteur, dans un appareil d'implantation sous vide,par ionisation et accélération d'atomes de l'air raréfié par une haute tension en courant continu à travers une électrode négative en forme de grille, l'élément semiconducteur étant chauffé à une température de l'ordre de 400 C. 13. Procédé pclsr l'implantation de dopant dans différents cristaux, caractérisé par l'implantation des atomes de dopant d'une couche de dopant formée sur le cristal, tel qu'un cristal de quartz, par ionisation et accélération d'atomes de l'air raréfié par une haute tension en courant continu à travers une électrode négative en forme de grille, le cristal étant chauffé à une température de l'ordre de 400"C et le cristal étant, de préférence, un cristal à l'état alpha. 14. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour former au moins une jonction PN. 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé par l'utilisation d'une tension haute fréquence pour favoriser l'ionisation des atomes dans l'enceinte de traitement. 16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par l'utilisation d'une tension haute fréquence pour favoriser l'ionisation des atomes dans l'enceinte de traitement. 17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, 14 et 16, caractérisé par l'établissement d'un gradient de concentration des atomes de dopant implantés dans le corps semi-conducteur par variation progressive des facteurs de fonctionnement de l'appareil d'implantation, tels que la haute tension continue d'accélération, la tension haute fréquence, la température de chauffage du corps semi-conducteur, l'épaisseur du revêtement de dopant sur le corps semi-conducteur, la durée du bombardement et la durée du recuit après bombardement. 18. Elément semi-conducteur comportant au moins une jonction PN, caractérisé en ce qu'ïtl a été formé par le procédé se- ion l'une des revendications12 à 17 et/ou dans un appareil seion l'une des revendications 1 à 11. 19. Cristal tel qu'un cristal de quartz dopé par des atome d'un dopant, caractérisé en ce qu'il a été formé par le procédé selon l'une des revendications 13 et 5 et/ou dans l'appareil selon l'une des revendications 1 à 11.